專利名稱：物品及物品表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及假體裝置等物品上的涂層，特別是矯形植入物上的涂層。
背景技術(shù)：
隨著世界范圍的人口老齡化，對(duì)生物醫(yī)學(xué)植入物的需求增加。在英國(guó)，2003年進(jìn)行了 43，000例髖關(guān)節(jié)置換術(shù)(英國(guó)國(guó)家審計(jì)署2003年報(bào)告)，使患者可以移動(dòng)，緩解了患者的痛苦，相信將來(lái)這個(gè)數(shù)字將會(huì)持續(xù)增加。生物醫(yī)學(xué)嵌入物的使用同樣在增加。嵌入物可為臨時(shí)置入人體的物品。例如，導(dǎo)管和支架(stent)均為嵌入物。本申請(qǐng)涉及用于人體或動(dòng)物體的嵌入物或植入物，特別涉及這種嵌入物或植入物上的生物材料涂層。生物材料指與人體組織相容的材料。即，人體不排斥的材料。生物材料可為陶瓷、金屬、聚合物或這些材料的組合。引起人們興趣的一種特殊的生物材料是羥磷灰石(HA)。在保健產(chǎn)業(yè)，羥磷灰石(HA)被廣泛用作涂層材料，以將其良好的生物特性與傳統(tǒng)金屬植入材料的極佳的機(jī)械性能結(jié)合。HA使用量為天然骨組織礦物的60-70%。它具有骨傳導(dǎo)性，因?yàn)樗纱龠M(jìn)與骨組織的直接結(jié)合。有多種HA涂敷技術(shù)，包括等離子噴涂、浸漬涂布、濺射和脈沖激光沉積，近來(lái)采用靜電霧化噴射沉積。等離子噴涂是商業(yè)上制造HA涂層使用最多的方法；涂層厚度在30 μ m 至200 μ m間變化。但是，過(guò)程控制非常復(fù)雜。HA經(jīng)受的高處理溫度使可溶磷酸鈣化合物產(chǎn)生分解。另外，快速冷卻產(chǎn)生非晶涂層。浸漬涂布技術(shù)用于制備厚度為0.05mm至0.5mm 的HA涂層。這是一種廉價(jià)快速的技術(shù)，并能在復(fù)雜形狀的襯底上制造涂層，但浸漬涂布要求較高的燒結(jié)溫度，這會(huì)引起HA發(fā)生脫羥基作用。濺射涂布和脈沖激光沉積技術(shù)能在平坦襯底上制造均勻厚度的涂層；厚度可控制為0. 02 μ m至5 μ m。但是，采用這種方法制造的薄涂層相對(duì)昂貴，且大部分為非晶形。濺射涂布和脈沖激光沉積均無(wú)法在復(fù)雜形狀的襯底上制造涂層。需要提供一種具有羥磷灰石涂層的物品，該涂層可良好地粘接在襯底的表面。特別地，需要提供一種可覆蓋復(fù)雜形狀物品的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種嵌入物或植入物，包括襯底；以及設(shè)于所述襯底至少部分表面上的生物材料外涂層，和粘接所述襯底和所述外涂層的中間粘接層，其中，所述襯底與所述外涂層之間設(shè)有機(jī)械聯(lián)鎖。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種嵌入物或植入物的至少部分表面的表面處理方法，所述方法包括在所述嵌入物或植入物的至少部分表面沉積中間粘接層和生物材料外涂層，使所述中間粘接層粘接襯底和所述外涂層，并在所述中間粘接層和所述外涂層之間設(shè)有機(jī)械聯(lián)鎖。


現(xiàn)參考附圖，僅以示例的目的對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，其中圖Ia為本發(fā)明采用的模板輔助電流體動(dòng)力霧化(TAEAJemplate-AssistedElect rohydrodynamic Atomization)噴涂方法的示意圖；圖Ib示出了本發(fā)明的(TAEA)過(guò)程采用的接地電極的配置；圖2為涂敷了中間粘接層的一個(gè)實(shí)施例的襯底表面的掃描電子顯微鏡(SEM)顯微照片；圖3為涂敷了中間粘接層的另一個(gè)實(shí)施例的襯底表面的掃描電子顯微鏡(SEM)顯微照片；圖4為涂敷于具有圖2所示配置的中間層的外涂層的掃描電子顯微鏡(SEM)顯微照片；圖4b為涂敷于具有圖3所示配置的中間層的外涂層的掃描電子顯微鏡(SEM)顯微照片；圖fe為掃描電子顯微鏡(SEM)顯微照片，該圖片顯示本發(fā)明的羥磷灰石外涂層為人體成骨細(xì)胞(HOB)提供有利的結(jié)合部位；以及圖恥為掃描電子顯微鏡(SEM)顯微照片，該圖片顯示人體成骨細(xì)胞在特定方向上在本發(fā)明的涂層上對(duì)準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的以下示例涉及的生物材料為羥磷灰石(HA)。但是，其他生物材料同樣適用于本發(fā)明。生物材料指適用于植入人體的材料。即，置入人體時(shí)，對(duì)人體無(wú)害的材料。 生物材料包括聚合物聚甲基丙烯酸(PMMA)、聚乙烯(PE)、聚二甲基亞砜(PDMS)、聚丙烯 (PP)、聚砜(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚二氧雜環(huán)己酮(PDS)、聚羥基丁酸酯(PHB)、聚原酸酯、聚O-羥基-乙基-甲基丙烯酸酯)(PHEMA)。 生物陶瓷羥磷灰石(HA)、非晶相(ACP)、α-磷酸三鈣(a-TCP)、β -磷酸三鈣(B-TCP), 磷酸四鈣(TTCP)、氧化羥磷灰石(OHA)、取代磷酸鈣、生物活性玻璃和生物活性玻璃陶瓷 (具體參閱=Hench L. L. , 1998, ‘生物陶瓷，，美國(guó)陶瓷學(xué)會(huì)會(huì)志C Bioceramics'，J.Am. Ceram. Soc. )81,1705-28)。還可使用復(fù)合生物材料。這些材料包括陶瓷金屬、陶瓷-陶瓷 (ceramic-ceramic)、陶瓷聚合物和金屬聚合物復(fù)合物。本發(fā)明中形成外涂層的生物材料并不限于特定類型。電流體動(dòng)力霧化(EHDA)是一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的工藝，該工藝能夠制造具有良好形貌的均勻涂層。該技術(shù)已用于在金屬襯底上沉積磷酸鈣涂層。所述工藝裝置由接地電極和連接在高壓電源上的噴嘴(噴針)組成。由流率受控的泵向噴嘴提供液體懸浮液或陶瓷懸浮液。流動(dòng)介質(zhì)處于噴嘴和接地電極之間的外加電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)下，并產(chǎn)生延長(zhǎng)射流，延長(zhǎng)射流隨后脫離液體本體，分散成微滴。產(chǎn)生的射流和微滴可分為不同的噴涂模式，這些噴涂模式由噴射的幾何形狀控制。在多種不同模式中，錐射流模式為最穩(wěn)定的噴涂模式，可調(diào)節(jié)射流的分散，以形成尺寸為幾微米的微小均勻微滴。微滴從針尖移動(dòng)到目標(biāo)襯底上，從而形成沉積。關(guān)于EDHA的更多信息，請(qǐng)參閱以下文章(1) S. C. GLeeuwenburgh，J. G. C Wolke, J. Schoonman和J. A. Jansen(2003)磷酸鈣涂層的靜電噴射沉積(ESD)，生物醫(yī)學(xué)材料研究 (Electrostatic spray deposition (ESD) ofcalcium phosphate coatings. Biomed. Mater. Res)，A 66A, 330-334 ； (2) A. Jaworek 和 A. Krupa (1996)，EHD 噴涂進(jìn)動(dòng)模式的生成與特性， 氣溶膠禾斗學(xué)雜志(Generation and characteristics of the precession mode of EHD spraying. J. Aerosol. Sci), 27, 75-82 ； (3) A. Jaworek 和 A. Krupa (1999), EHD 噴涂模式的分類，氣溶膠禾斗學(xué)雜志(Classification of the modes of EHD spraying. J. Aerosol. Sci), 30,873-893。對(duì)用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的物質(zhì)表面上的三維(3-D)表面結(jié)構(gòu)處理進(jìn)行了研究， 眾所周知，三維表面結(jié)構(gòu)的處理可對(duì)初始生物響應(yīng)產(chǎn)生影響。蝕刻、噴墨印刷和電流體動(dòng)力三維印刷等技術(shù)被廣泛利用以制造三維生物材料。但是，這些技術(shù)受材料物理特性的限制，或技術(shù)上較為繁瑣。例如，蝕刻一般用于在相對(duì)可延展的材料，例如聚合物和金屬材料上形成有序表面結(jié)構(gòu)。很難將蝕刻技術(shù)用于具有化學(xué)穩(wěn)定性的脆性陶瓷，例如HA。目前， 使用印刷技術(shù)形成精密的小尺寸表面結(jié)構(gòu)仍然很困難。印刷的三維圖案一般為幾百微米， 與成骨細(xì)胞的尺寸( 40μπι)相比，量值過(guò)高。因此，基于對(duì)電流體動(dòng)力霧化(EHDA)噴涂的研究，新近開(kāi)發(fā)了一種新型圖案形成技術(shù)，稱為模板輔助電流體動(dòng)力霧化(TAEA)噴涂，并用于ηΗΑ圖案形成工藝。關(guān)于TAEA的更多信息，可參閱以下文章Χ. Li，J. Huang和 Μ. J. EdiriSinghe(2007)，納米生物陶瓷的新型圖案形成技術(shù)模板輔助電流體動(dòng)力霧化噴涂，皇家學(xué)會(huì)交叉雜志(Novelpatterning of nano-bioceramics template-assisted electrohydrodynamic atomizationspraying. J. Royal. Soc. Interface)，5，253_2570EHDA和TAEA技術(shù)均具有多種優(yōu)點(diǎn)，例如易于控制較大均勻區(qū)域的覆蓋，成本低， 設(shè)置簡(jiǎn)單，與微制造(micro-fabrication)技術(shù)兼容，并適用于工業(yè)生產(chǎn)。界面穩(wěn)定性對(duì)材料的機(jī)械性能起決定性作用。為了增強(qiáng)復(fù)合材料的性能，可使用機(jī)械聯(lián)鎖提高兩種不同物質(zhì)之間的界面粘接性，從而提高界面穩(wěn)定性。形成表面紋理是實(shí)現(xiàn)界面機(jī)械聯(lián)鎖的有效方法。可通過(guò)噴砂處理(grit blasting)或濕法蝕刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)粗糙化，這些技術(shù)通過(guò)在短時(shí)間內(nèi)應(yīng)用強(qiáng)酸而形成蝕坑，但這些技術(shù)存在多個(gè)缺點(diǎn)。表面呈現(xiàn)任意形貌，可能會(huì)削弱上層的粘接增強(qiáng)。另外， 由于粗糙化工藝期間遺留了不良離子，在臨床實(shí)踐中，濕法蝕刻技術(shù)可能導(dǎo)致襯底腐蝕。此外，在工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中，襯底表面形貌難以控制。多項(xiàng)調(diào)查表明，在涂敷工藝之前將襯底表面粗糙化可大大提高涂層的粘接性。某些研究顯示，HA涂層的粘接性也可通過(guò)采用化學(xué)粘接而增強(qiáng)。已發(fā)現(xiàn)，預(yù)涂敷在鈦襯底上的連續(xù)二氧化鈦緩沖層可大大增強(qiáng)HA/Ti的界面粘接性，從而提高臨床實(shí)踐中HA的機(jī)械穩(wěn)定性。在本發(fā)明中，我們將這兩種粘接增強(qiáng)概念結(jié)合。所述襯底形成有中間粘接層的圖案，以改變表面紋理，隨后用HA涂敷。這個(gè)新的中間粘接層與襯底上的HA涂層聯(lián)鎖。因此， 機(jī)械聯(lián)鎖和化學(xué)粘接均提高了臨床實(shí)踐中植入材料的功能特性(即，提高了粘接性)。化學(xué)粘接力可包括牽引力或范德華力。機(jī)械聯(lián)鎖也可設(shè)于襯底和中間層之間。例如，可在形成中間粘接層之前將襯底粗糙化，從而將所述中間粘接層粘接在襯底上。所述粘接可為化學(xué)粘接和/或機(jī)械聯(lián)鎖粘接。所述襯底可為鈦、鈦合金、不銹鋼(優(yōu)選316L)或鈷鉻鉬合金等。所述襯底形成有中間粘接層圖案，優(yōu)選地，所述中間粘接層包括二氧化鈦、二氧化鋯(鋯)、鈦酸鈣，或其他復(fù)鹽、例如三氧化二鐵或所述襯底材料和外層材料的復(fù)合物。所述羥磷灰石外涂層沉積之前，所述中間粘接層具有非平面表面形貌。即，所述中間粘合層上形成有圖案，在平面圖中具有相對(duì)較厚的第一區(qū)域和相對(duì)較薄的第二區(qū)域?？赏ㄟ^(guò)在襯底上噴射材料微滴，涂敷所述中間粘接層。可利用勢(shì)差將微滴吸引到襯底上。所述中間粘接層可以任何方式形成圖案。例如，可通過(guò)蝕刻基本平面層、噴墨印刷所述中間粘接層或用電流體動(dòng)力三維印刷方法印刷中間粘接層，來(lái)沉積所述中間粘接層并形成圖案。優(yōu)選地，采用TAEA涂敷所述中間粘接層，這樣可精確控制中間層的表面形貌，解決了現(xiàn)有技術(shù)中提供表面紋理的方法的至少某些缺點(diǎn)。在該方法中，通過(guò)模板噴射材料微滴，從而涂敷所述中間粘接層。利用勢(shì)差將所述微滴通過(guò)模板吸引到襯底上。優(yōu)選地，所述中間粘接層與襯底之間和/或與羥磷灰石之間的粘接強(qiáng)度大于襯底與羥磷灰石之間的粘接強(qiáng)度。這樣，所述中間粘接層的存在使羥磷灰石與襯底之間產(chǎn)生更強(qiáng)的化學(xué)粘接。羥磷灰石可以任何方式涂敷，特別地，可以微滴的形式涂敷。優(yōu)選采用EHDA涂敷羥磷灰石。在該過(guò)程中，利用勢(shì)差將材料微滴吸引到襯底上。在一個(gè)實(shí)施例中，所述中間粘接層內(nèi)部具有通孔，使所述外涂層與襯底及中間粘接層接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，所述中間粘接層的最小厚度為Ομπι至ΙΟμπι。即，所述第二區(qū)域從無(wú)到有變化(厚度從Ομπι至高達(dá)ΙΟμπι)。在使用鈦襯底的情況下，例如，天然二氧化鈦層的厚度約為125nm。因此，優(yōu)選最小厚度為125nm或200nm至10 μ m。在一個(gè)實(shí)施例中， 所述中間粘接層的最大厚度(例如，第一區(qū)域的厚度)為0. 2 μ m至30 μ m，優(yōu)選為0. 5 μ m 至20μπι。因此，相對(duì)于彼此，所述第一區(qū)域相對(duì)較厚，第二區(qū)域相對(duì)較薄。所述中間層第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的厚度差為0. 2 μ m至30 μ m。已發(fā)現(xiàn)，這個(gè)厚度差提供了充分的機(jī)械聯(lián)鎖；即使200nm的厚度差也有助于粘接。比較而言，雖然所述外涂層的形貌與中間層的形貌一致，但其厚度變化范圍僅為Ομπι至5μπι。所述外涂層的厚度為0. Ιμπι至ΙΟΟμπι，優(yōu)選為0. 5 μ m至50 μ m。所有層的總厚度范圍為0. 1 μ m至200 μ m，優(yōu)選為0. 5 μ m至50 μ m， 更優(yōu)選為1 μ m至25 μ m。這可通過(guò)采用EHDA實(shí)現(xiàn)。只要所述中間粘接層實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的機(jī)械聯(lián)鎖，其圖案并不重要。為了易于制造， 優(yōu)選地，可提供基本規(guī)則圖案(在平面圖中(in plan))，其中第一區(qū)域和第二區(qū)域具有不同高度。例如，所述規(guī)則圖案可為一系列正方形或其它形狀緊密堆積(例如，六邊形或三角形)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述圖案包括多條平行線。在另一個(gè)實(shí)施例中，可在平面圖中形成圓形圖案。不同圖案可產(chǎn)生更強(qiáng)的聯(lián)鎖。優(yōu)選使用接觸導(dǎo)向圖案。接觸導(dǎo)向圖案是植入物或嵌入物處于人體或動(dòng)物體內(nèi)時(shí)可進(jìn)行細(xì)胞定位的一種圖案。已發(fā)現(xiàn)，由于細(xì)胞較好地粘接在植入物或嵌入物上，使細(xì)胞定位有利于細(xì)胞生長(zhǎng)。例如，如果在骨植入物上使用接觸導(dǎo)向圖案，優(yōu)選地，會(huì)產(chǎn)生骨雕刻(sculpturing)。Adam Curtis等在“生物材料 (Biomaterials) ” 18 (1997) 1573-1583中對(duì)接觸導(dǎo)向現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)描述。接觸導(dǎo)向圖案可包括上述特定形狀中的任一種。優(yōu)選地，相鄰第一區(qū)域的間隔為5μπι至80μπι(中心到中心)。在一個(gè)實(shí)施例中， 相鄰第二區(qū)域的間隔為5 μ m至100 μ m(中心到中心)。下文將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)示例進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)驗(yàn)程序1.材料1. 1 二氧化鈦溶膠將異丙氧化鈦(IV)、四異丙醇鈦(Ti [OCH (CH3) 2] 4)(西格瑪奧德里奇，普爾 (Sigma-Aldrich，Poole)，英國(guó))用作前驅(qū)體。將2wt%的前驅(qū)體轉(zhuǎn)移到含有乙醇的氣密瓶中，制備二氧化鈦溶膠，將合成溶液在環(huán)境條件下用磁力攪拌器攪拌3個(gè)小時(shí)。使用氣密瓶的目的在于防止使用前產(chǎn)生任何蒸發(fā)或污染。使用 前驅(qū)體獲得的溶膠(sol)非常穩(wěn)定，長(zhǎng)時(shí)間靜置不會(huì)產(chǎn)生沉淀。1. 2HA 懸浮液通過(guò)氫氧化鈣和正磷酸(均來(lái)自英國(guó)BDH公司)之間的濕沉淀反應(yīng)合成HA。在室溫連續(xù)攪拌下向0. 5M氫氧化鈣溶液滴加0. 3M正磷酸，同時(shí)添加氨溶液，使pH保持在10. 5 以上。將獲得的沉淀物進(jìn)一步老化兩個(gè)星期，然后用沸水沖洗。將老化的nHA粒子添加到乙醇中，制備6wt%懸浮液，以適用于電流體動(dòng)力流(electrohydrodynamic flow)工藝。其他文章對(duì)HA粒子和懸浮液的懸浮液制備和表征進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明(例如，Huang等，材料科學(xué)雜志(Journal ofMaterials Science) 39 (2004) 1029-1032 ；以及 Huang 等，材料科學(xué)雜志 (JournalofMaterial Science)醫(yī)學(xué)材料(Materials in Medicine) 15 (2004) 441-445) 2.采用TAEA進(jìn)行二氧化鈦圖案形成工藝該工藝中使用的TAEA設(shè)備的布局如圖Ia所示。使用的不銹鋼噴針的內(nèi)徑為 300 μ m。將制備的新鮮二氧化鈦溶膠注射到流率為10 μ 1/min的噴針內(nèi)，噴針和接地電極之間的外加電壓最高為6kV，觀察電流體動(dòng)力噴涂情況。如圖Ib所示，TAEA工藝過(guò)程采用特別設(shè)計(jì)的接地電極配置。在鈦襯底的頂部放置硅晶圓(silicon wafer) 0不銹鋼噴針和襯底之間的距離固定為40mm。用P4000碳化硅磨光紙打磨工業(yè)純鈦襯底板，隨后用丙酮和乙醇進(jìn)行清潔。噴涂時(shí)間控制為60秒。圖案形成期間使用具有不同幾何形狀的多種模板遮蔽鈦襯底。3.采用EHDA進(jìn)行HA涂敷工藝HA噴涂工藝使用的EHDA噴涂設(shè)備的配置布局與前述TAEA噴涂的設(shè)備配置布局相似(圖la)。唯一區(qū)別為接地電極的配置。具有二氧化鈦圖案的鈦襯底不是用硅晶圓覆蓋，而是直接接地。將制備的新鮮的6% WtHA懸浮液注入流率為20 μ 1/min的噴針。襯底與噴針之間的距離也設(shè)為40mm。外加電壓最高為6kV，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的錐射流模式。HA噴涂時(shí)間控制為60秒。4.表征使用光學(xué)顯微鏡和場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM，JE0LJSM/6301F)檢測(cè)二氧化鈦圖案的形貌和與二氧化鈦聯(lián)鎖的HA涂層的形貌以確定微觀結(jié)構(gòu)。SEM的工作距離為15mm， 加速電壓設(shè)為15kV。還使用人體成骨細(xì)胞(HOB)進(jìn)行初步細(xì)胞培養(yǎng)，以將與二氧化鈦聯(lián)鎖的線形HA涂層的生物活性進(jìn)行表征。使用設(shè)有LED 二極管激光器的萊卡(Leica)SPII共焦顯微鏡進(jìn)行HOB細(xì)胞定位的可視化，以激活405nm的赫斯特(Hoechst) 33258熒光團(tuán)。結(jié)果如圖2所示，使用正方形模板制備了分布在鈦表面上的方形島內(nèi)的二氧化鈦粒子。所述島的寬度控制為42 μ m,標(biāo)準(zhǔn)偏差為4 μ m，島之間的間隔為48 μ m,標(biāo)準(zhǔn)偏差為4ym。使用磨光鈦襯底上的平行模板，同樣在鈦襯底上制備線形二氧化鈦圖案，如圖3所示。線寬為13μπι，標(biāo)準(zhǔn)偏差為3μπι，線之間的間隔為65μπι，標(biāo)準(zhǔn)偏差為3μπι。制備的所有二氧化鈦圖案均表現(xiàn)出均勻有序的形貌。島之間的間隔保持恒定，僅相差幾微米；通過(guò)使用相同模板和相同工藝參數(shù)，使整個(gè)涂層中島的形狀和尺寸保持相同。進(jìn)行了 TAEA圖案形成工藝之后，隨后進(jìn)行EHDA噴涂工藝，以在聯(lián)鎖層上制備生物活性HA層。如圖4所示，整個(gè)HA涂層表現(xiàn)出均勻連續(xù)的形貌，并形成光學(xué)顯微圖像?？汕宄貜膱D中看出，方形和線形“山丘”有序地分布在HA涂層中。進(jìn)行了初步體外(in-vitro)研究，以表征具有線形聯(lián)鎖層的新型HA涂層的生物活性。如圖5所示，熒光共焦顯微圖像顯示了制備的表面上培養(yǎng)的HOB細(xì)胞的鑒別染色核結(jié)構(gòu)和細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)。在圖fe的放大圖像顯示，HA表面為HOB細(xì)胞的附著提供了有利的結(jié)合部位。觀察到HOB細(xì)胞的大量結(jié)合區(qū)域。這肯定地表明，新制備的HA涂層支持HOB細(xì)胞的附著和粘著。另外，如圖恥所示，HOB細(xì)胞不是隨機(jī)分布，而是在特定方向上對(duì)準(zhǔn)。這種現(xiàn)象表明，具有聯(lián)鎖層的HA涂層可支持細(xì)胞附著，由于其特定的表面形貌，還可進(jìn)一步引導(dǎo)細(xì)胞定位。
權(quán)利要求
1.一種嵌入物或植入物，其特征在于，包括襯底；以及設(shè)于所述襯底至少部分表面上的生物材料外涂層，和粘接所述襯底和所述外涂層的中間粘接層，其中，所述中間粘接層與所述外涂層之間設(shè)有機(jī)械聯(lián)鎖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述中間粘接層材料與所述襯底的粘接強(qiáng)度大于所述外涂層材料與所述襯底的粘接強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述中間粘接層材料與所述外涂層的粘接強(qiáng)度大于所述外涂層材料與所述襯底的粘接強(qiáng)度。
4.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述中間粘接層內(nèi)部具有通孔，使所述外涂層與所述襯底及所述中間粘接層接觸。
5.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述中間粘接層的最小厚度為Oym至10 μ m。
6.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述中間粘接層的最大厚度為0. 2 μ m至30 μ m。
7.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述中間粘接層在平面圖中具有相對(duì)較厚的第一區(qū)域和相對(duì)較薄的第二區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的厚度差為0. 2μπι至30μπι。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域形成接觸導(dǎo)向圖案。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域在平面圖中形成基本規(guī)則圖案。
11.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域形成不規(guī)則或復(fù)合圖案。
12.根據(jù)權(quán)利要求7、8、9或10所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述第一區(qū)域在平面圖中設(shè)計(jì)為三角形、正方形、圓形、六邊形或八邊形或這些圖形的組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)所述的嵌入物或植入物，其特征在于，相鄰第一區(qū)域的間隔為5μπ 至80μ ο
14.根據(jù)權(quán)利要求7至13中任一項(xiàng)所述的嵌入物或植入物，其特征在于，相鄰第二區(qū)域的間隔為5μπι至100 μ m。
15.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述外涂層的厚度變化范圍為Oym至5μπι。
16.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述襯底為鈦、鈦合金、不銹鋼或鈷鉻鉬合金。
17.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述中間粘接層包括二氧化鈦、二氧化鋯、鈦酸鈣、復(fù)鹽、三氧化二鐵、或所述襯底材料和外層材料的復(fù)合物。
18.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述生物材料為選自由以下材料組成的組中的一種材料聚合物、生物陶瓷、生物活性玻璃、生物活性玻璃陶瓷、復(fù)合陶瓷金屬、復(fù)合陶瓷聚合物、復(fù)合金屬聚合物。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的嵌入物或植入物，其特征在于，所述生物材料為選自由以下材料組成的組中的一種材料聚合物聚甲基丙烯酸、聚乙烯、聚二甲基亞砜、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、聚乙醇酸、聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚二氧雜環(huán)己酮、聚羥基丁酸酯、聚原酸酯、聚 (2-羥基-乙基-甲基丙烯酸酯)、羥磷灰石、非晶相、α -磷酸三鈣、β -磷酸三鈣、磷酸四鈣、氧化羥磷灰石、取代磷酸鈣。
20.一種嵌入物或植入物的至少部分表面的表面處理方法，其特征在于，所述方法包括在所述嵌入物或植入物的至少部分表面沉積中間粘接層和生物材料外涂層，使所述中間粘接層粘接襯底和所述外涂層，并在所述中間粘接層和所述外涂層之間設(shè)有機(jī)械聯(lián)鎖。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述中間粘接層沉積為使所述中間粘接層內(nèi)部具有通孔，并使所述外涂層與所述襯底及所述中間粘接層接觸。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的方法，其特征在于，所述中間粘接層沉積為最小厚度為 Oymg 10ym。
23.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述中間粘接層沉積為 最大厚度為0. 2 μ m至30 μ m。
24.根據(jù)權(quán)利要求20至23中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述中間粘接層沉積為 在平面圖中具有相對(duì)較厚的第一區(qū)域和相對(duì)較薄的第二區(qū)域。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，其特征在于，所述中間粘接層沉積為所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的厚度差為0. 2 μ m至30 μ m。
26.根據(jù)權(quán)利要求M或25所述的方法，其特征在于，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域形成接觸導(dǎo)向圖案。
27.根據(jù)權(quán)利要求對(duì)、25或沈所述的方法，其特征在于，所述中間粘接層沉積為所述第一區(qū)域和第二區(qū)域在平面圖中形成基本規(guī)則圖案。
28.根據(jù)權(quán)利要求M、25或沈所述的方法，其特征在于，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域形成不規(guī)則或復(fù)合圖案。
29.根據(jù)權(quán)利要求M、25J6或27所述的方法，其特征在于，所述第一區(qū)域在平面圖中設(shè)計(jì)為三角形、正方形、圓形、六邊形或八邊形或這些圖形的組合。
30.根據(jù)權(quán)利要求對(duì)至四中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述中間粘接層沉積為 相鄰第一區(qū)域的間隔為5 μ m至80 μ m。
31.根據(jù)權(quán)利要求對(duì)至30中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述中間粘接層沉積為 相鄰第二區(qū)域的間隔為5 μ m至100 μ m。
32.根據(jù)權(quán)利要求20至31中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述外涂層沉積為所述外涂層的厚度變化范圍為0 μ m至5 μ m。
33.根據(jù)權(quán)利要求20至32中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述襯底為鈦、鈦合金、 不銹鋼或鈷鉻鉬合金。
34.根據(jù)權(quán)利要求20至33中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述中間粘接層包括二氧化鈦、二氧化鋯、鈦酸鈣、復(fù)鹽、三氧化二鐵、或所述襯底材料和外層材料的復(fù)合物。
35.根據(jù)權(quán)利要求20至34中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述生物材料為選自由以下材料組成的組中的一種材料聚合物、生物陶瓷、生物活性玻璃、生物活性玻璃陶瓷、復(fù)合陶瓷金屬、復(fù)合陶瓷聚合物、復(fù)合金屬聚合物。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述生物材料為選自由以下材料組成的組中的一種材料聚合物聚甲基丙烯酸、聚乙烯、聚二甲基亞砜、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、聚乙醇酸、聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚二氧雜環(huán)己酮、聚羥基丁酸酯、聚原酸酯、聚(2-羥基-乙基-甲基丙烯酸酯)、羥磷灰石、非晶相、α-磷酸三鈣、β-磷酸三鈣、磷酸四鈣、氧化羥磷灰石、取代磷酸鈣。
37.根據(jù)權(quán)利要求20至36中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述外涂層沉積之前，所述中間粘接層具有非平面表面形貌。
38.根據(jù)權(quán)利要求20至37中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)在所述襯底上噴射材料微滴，涂敷所述中間粘接層。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，通過(guò)模板噴射材料微滴，從而涂敷所述中間粘接層。
40.根據(jù)權(quán)利要求38或39所述的方法，其特征在于，利用勢(shì)差將所述微滴通過(guò)所述模板吸引到所述襯底上。
41.根據(jù)權(quán)利要求38、39或40所述的方法，其特征在于，采用模板輔助電流體動(dòng)力霧化方法涂敷所述中間粘接層。
42.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，通過(guò)蝕刻基本平面層、噴墨印刷所述中間粘接層或用電流體動(dòng)力三維印刷方法印刷所述中間粘接層，形成所述表面形貌。
43.根據(jù)權(quán)利要求20至42中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)在所述襯底上噴射材料微滴，涂敷所述外涂層。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其特征在于，利用勢(shì)差將所述微滴通過(guò)所述模板吸引到所述襯底上。
45.根據(jù)權(quán)利要求20至44中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，采用電流體動(dòng)力霧化方法涂敷所述外涂層。
46.一種如上文所述參考附圖和/或如附圖所示的物品。
47.一種如上文所述參考附圖和/或如附圖所示的方法。
全文摘要
一種物品，包括襯底；以及設(shè)于所述襯底至少部分表面上的羥磷灰石外涂層，和粘接所述襯底和所述外涂層的中間粘接層，其中，所述襯底與所述外涂層之間設(shè)有機(jī)械聯(lián)鎖。
文檔編號(hào)A61L27/04GK102245220SQ200980148248
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日
發(fā)明者M·埃德里辛可, M·艾賽特, 威廉·邦菲爾德, 李向, 黃捷 申請(qǐng)人:Ucl商業(yè)有限公司, 弗朗研究慈善基金會(huì)